Question

我国某科研团队以软锰矿（主要成分是MnO₂，含有SiO₂、Fe₂O₃等少量杂质）为主要原料，制取高纯碳酸锰，工艺流程如下图:

（1）对矿石进行粉粹的目的是_______；

（2）滤渣Ⅰ、Ⅱ分别为________、________；

（3）采用1％稀硫酸而不采用水混合矿粉制浆的原因是_________；不采用较浓H₂SO₄的原因是______；不直接采用H₂SO₄浸锰的原因是___________。

（4）浸锰的离子方程式为____________；

（5）“系列操作”为过滤、_________、干燥。

（6）取所得的高纯MnCO₃11.7g溶于足量的盐酸中，将产生的气体用足量的Ba（OH）₂浓溶液吸收，得到白色沉淀19.7g，则所得产品的纯度为________％（保留一位小数）

Answer

加快浸取速率，提矿石高浸出率 SiO2（二氧化硅） Fe（OH）3（氢氧化铁） 提高Fe2O3、MnO2的氧化性，易于被SO2还原溶出（其他合理答案亦可） 会降低SO2在溶液中的溶解度，从而降低反应速率 MnO2不能与H2SO4直接反应（其他合理答案亦可） MnO2+SO2=Mn2++SO42-、Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO42-+H2O 洗涤 98.3

【解析】

软锰矿先加稀硫酸制浆，然后通入SO2，酸性环境下Fe2O3、MnO2将SO2氧化，自身被还原成Fe2+、Mn2+，过滤得到的滤渣I主要为SiO2，滤液中主要为Fe2+、Mn2+；加入MnO2将亚铁离子氧化成铁离子，然后调节pH得到氢氧化铁沉淀，即滤渣II；沉锰时可加入可溶性碳酸氢盐，得到碳酸锰沉淀，经过滤、洗涤、干燥得到高纯碳酸锰。

(1)粉碎后可增大接触面积，加快浸取速率，提矿石高浸出率；

(2)根据分析可知滤渣I为SiO2(二氧化硅)，滤渣II为Fe(OH)3(氢氧化铁)；

(3)采用1％稀硫酸而不采用水混合矿粉制浆是酸性环境可以提高Fe2O3、MnO2的氧化性，易于被SO2还原溶出；较浓H2SO4会降低SO2在溶液中的溶解度，从而降低反应速率；MnO2不能与H2SO4直接反应，所以不直接采用H2SO4浸锰；

(4)浸锰时酸性环境下Fe2O3、MnO2将SO2氧化，离子方程式为：MnO2+SO2=Mn2++SO42-，Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO42-+H2O；

(5)沉锰得到碳酸锰沉淀，经过滤、洗涤、干燥得到高纯碳酸锰；

(6)碳酸锰溶于稀盐酸生成的气体为二氧化碳，二氧化碳通入足量的Ba(OH)2浓溶液得到的是BaCO3沉淀，所以n(BaCO3)==0.1mol，根据碳元素守恒可知样品中n(MnCO3)=0.1mol，所以产品纯度为=98.3%。